一种步进电机伺服驱动电路制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种步进电机伺服驱动电路，可以准确地确定电机位置，并且当步进电机处于失步状态可以实现对步进电机的失步补偿。该驱动电路包括：微处理器、功率驱动模块和编码模块，其中编码模块连接在微处理器的输入端，功率驱动模块连接在微处理器的输出端；在通电状态下，利用控制指令控制微处理输出脉冲信号至功率驱动模块，通过脉冲信号控制功率驱动模块驱动步进电机运行；在步进电机运行过程中，通过微处理器根据转子的实时位置和预设位置之间的位置差对脉冲信号进行调整直到转子的实时位置到达预设位置，其中编码模块用于获取转子的实时位置和预设位置之间的位置差并反馈至微处理器。并反馈至微处理器。并反馈至微处理器。

【技术实现步骤摘要】
一种步进电机伺服驱动电路


[0001]本专利技术涉及电机伺服控制
，尤其涉及一种步进电机伺服驱动电路。

技术介绍

[0002]当前步进电机伺服驱动模块已经广泛应用于医疗，食品卫生，农业，工业等领域，并在这些领域发挥重要作用。现阶段步进电机已经从原始采用固定电流值的开环控制形式逐渐发展为变电流闭环控制模式。
[0003]在相关步进电机技术中，步进电机的驱动电路体积庞大，元器件数量多，对电机的定位不够精确，只能检测到电机处于失步状态。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述问题，本专利技术提出了一种步进电机伺服驱动电路，可以准确地确定电机位置，并且当步进电机处于失步状态可以实现对步进电机的失步补偿。
[0005]本专利技术提供了一种步进电机伺服驱动电路包括：
[0006]微处理器、功率驱动模块和编码模块，其中编码模块连接在微处理器的输入端，功率驱动模块连接在微处理器的输出端；
[0007]在通电状态下，利用控制指令控制微处理输出脉冲信号至功率驱动模块，通过脉冲信号控制功率驱动模块驱动步进电机运行；
[0008]在步进电机运行过程中，通过微处理器根据转子的实时位置和预设位置之间的位置差对脉冲信号进行调整直到转子的实时位置到达预设位置，其中编码模块用于获取转子的实时位置和预设位置之间的位置差并反馈至微处理器。
[0009]可选的，在本专利技术的一种可能的实现方式中，驱动电路还包括：串行接口电路，其中串行接口电路与微处理器连接，控制指令通过串行接口电路传输至微处理器。
[0010]可选的，在本专利技术的一种可能的实现方式中，驱动电路还包括：开关电源模块，其中开关电源模块用于为驱动电路及其电路元器件提供工作电压进入通电状态。
[0011]可选的，在本专利技术的一种可能的实现方式中，功率驱动模块包括：脉冲信号转换单元和电机驱动单元，其中脉冲信号转换单元的输入端与微处理器的输出端连接，电机驱动单元连接在脉冲信号转换单元的输出端；脉冲信号由脉冲信号转换单元转换为直流模拟电压，直流模拟电压通过电机驱动单元转化为驱动步进电机的交流电压。
[0012]可选的，在本专利技术的一种可能的实现方式中，编码模块包括：磁性传感器及其外搭电路，其中磁性传感器及其外搭电路单独设置在印制电路版的一侧。
[0013]可选的，在本专利技术的一种可能的实现方式中，驱动电路包括：联合测试工作组JTAG接口电路模块，其中JTAG接口电路模块连接在微处理器的输入端，用于访问微处理器。
[0014]可选的，在本专利技术的一种可能的实现方式中，驱动电路包括：外部信号输入模块，其中外部信号输入模块连接在微处理器的输入端，用于微处理器与外部设备之间进行信号传输。
[0015]可选的，在本专利技术的一种可能的实现方式中，驱动电路还包括：LED指示模块，其中LED指示模块连接在微处理器的输出端，用于提示用户步进电机是否处于失步状态。
[0016]可选的，在本专利技术的一种可能的实现方式中，串行接口电路包括以下至少一种串口电路：RS485串口电路、RS422串口电路或RS232串口电路。
[0017]可选的，在本专利技术的一种可能的实现方式中，JTAG接口电路模块中包括四个端口，分别为模式选择端口、时钟输入端口、数据输入端口和数据输出端口。
[0018]本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：
[0019]在步进电机运行过程中，一方面，编码模块实时获取步进电机中转子的实时位置与预设位置之间的位置差并反馈至微处理器，从而通过对定位转子位置准确地确定电机位置；另一方面，通过微处理器根据转子的实时位置和预设位置之间的位置差对脉冲信号进行调整直到转子的实时位置到达预设位置，从而实现了在转子的实时位置没有达到预设位置(即步进电机处于失步状态)的情况下，通过微处理器对脉冲信号进行调整使转子到达预设位置，最终实现对步进电机的失步补偿。
[0020]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0021]通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0022]图1为本专利技术实施例中提供的步进电机伺服驱动电路的一个结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例中功率驱动模块的一个结构示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例中编码模块的一个结构示意图
[0025]图4为本专利技术实施例中提供的步进电机伺服驱动电路的另一个结构示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例中提供的步进电机伺服驱动电路的一个工作流程示意图。
具体实施方式
[0027]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的实施方式。虽然附图中显示了本专利技术的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0028]在本专利技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0029]应当理解，尽管在本专利技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本专利技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更
多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]在相关步进电机技术中，目前智能一体化步进电机伺服驱动模块多借助编码模块实现位置计算，进行失步检测，但仍然存在的成本高、驱动电路体积大、定位不精确、抗干扰性弱等的问题。
[0031]本专利技术实施例中提供了一种步进电机伺服驱动电路，是一种可以基于PID算法控制电流实现闭环反馈的步进电机伺服驱动模块，可以适用于对智能一体化混合步进电机进行驱动。提供一个低成本、易于安装的小体积的驱动电路，不仅能够对电机进行精确定位，还具有失步补偿功能。
[0032]PID算法是在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的一种算法，也是目前应用最为广泛的一种自动控制算法。PID算法具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象
‑“
一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象，PID算法是一种最优控制算法。
[0033]步进电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种步进电机伺服驱动电路，其特征在于，包括：微处理器、功率驱动模块和编码模块，其中所述编码模块连接在所述微处理器的输入端，所述功率驱动模块连接在所述微处理器的输出端；在通电状态下，利用控制指令控制所述微处理输出脉冲信号至所述功率驱动模块，通过所述脉冲信号控制所述功率驱动模块驱动步进电机运行；在所述步进电机运行过程中，通过所述微处理器根据转子的实时位置和预设位置之间的位置差对所述脉冲信号进行调整直到所述转子的实时位置到达所述预设位置，其中所述编码模块用于获取所述转子的实时位置和所述预设位置之间的位置差并反馈至所述微处理器。2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：串行接口电路，其中所述串行接口电路与所述微处理器连接，所述控制指令通过所述串行接口电路传输至所述微处理器。3.根据权利要求1或2所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：开关电源模块，其中所述开关电源模块用于为所述驱动电路及其电路元器件提供工作电压进入所述通电状态。4.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述功率驱动模块包括：脉冲信号转换单元和电机驱动单元，其中所述脉冲信号转换单元的输入端与所述微处理器的输出端连接，所述电机驱动单元连接在所述脉冲信号转换单元的输出端；所述脉冲信号由所述脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈武强，闫林刚，刘卓飞，冯斌，
申请(专利权)人：深圳市大肯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：